Учёные РКЦ разработали сверхпроводящие резонаторы с управляемой частотой

Исследователи Российского квантового центра совместно с коллегами из МГУ, ИФТТ РАН и МТУСИ разработали и экспериментально исследовали сверхпроводящие резонаторы, частоту которых можно перестраивать с помощью встроенных квантовых интерферометров — SQUID. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Сверхпроводящие резонаторы широко применяются для считывания состояния квантовых и других высокочувствительных систем благодаря низким потерям и высокой добротности. Однако при создании больших массивов детекторов и сенсоров важно иметь возможность точно подстраивать частоту каждого отдельного элемента.
В новой работе учёные создали резонаторы на основе копланарных волноводов со встроенными двухконтактными SQUID-интерферометрами. Управляя магнитным потоком через интерферометр, исследователи смогли изменять резонансную частоту устройства при температуре жидкого гелия — 4,2 К.

Авторы также впервые предложили модель, позволяющую определить параметры SQUID-интерферометра для максимального диапазона перестройки частоты. Численное моделирование и эксперимент показали, что ключевыми ограничивающими факторами становятся индуктивность контура SQUID и критический ток джозефсоновских переходов.

Полученные результаты могут использоваться при разработке больших массивов сверхпроводящих детекторов, сенсоров, гироскопов и криогенных систем считывания, где требуется точная подстройка резонаторов.

В работе приняли участие сотрудники группы «Сверхпроводниковые кубиты и квантовые схемы» РКЦ Ирина Тарасова, Сергей Егоров, Иван Нажесткин, Валерий Рязанов, Николай Кленов, Игорь Соловьёв и Дмитрий Яковлев, а также исследователи МГУ и ИФТТ РАН.